Linux内核中使用netfilter限制TCP连接数

toe95027  于 2023-08-03  发布在  Linux
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我正在学习Linux内核中的netfilter,我想实现限制TCP连接数量的功能。我的要求是,打开的TCP连接的最大数量不应超过50。我根据自己的理解编写了以下代码,但我想知道是否需要改进或代码是否存在任何问题?

#include <linux/module.h>
#include <linux/netfilter.h>
#include <linux/netfilter_ipv4.h>
#include <linux/tcp.h>
#include <net/tcp.h>

#define MAX_TCP_CONNECTIONS 50
static unsigned int conn_count = 0;

static unsigned int nf_hook_func(void *priv, struct sk_buff *skb, 
                 const struct nf_hook_state *state)
{
    if (state->pf == PF_INET && skb->protocol == htons(ETH_P_IP)) {
        struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
        if (iph->protocol == IPPROTO_TCP) {
            struct tcphdr *tcph = tcp_hdr(skb);
            
            if (tcph->syn) {
                if (conn_count >= MAX_TCP_CONNECTIONS) {
                    printk(KERN_INFO "Dropping SYN packet. Maximum TCP connections reached.");
                    return NF_DROP;
                }
                conn_count++;
            }
            
            if (tcph->fin) {
                conn_count--;
            }
            
            printk(KERN_INFO "conn_count: %u", conn_count);
        }
    }
    
    return NF_ACCEPT;
}

static struct nf_hook_ops hook_ops = {
    .hook     = nf_hook_func,
    .pf       = PF_INET,
    .hooknum  = NF_INET_PRE_ROUTING,
    .priority = NF_IP_PRI_FIRST,
};

static int __init nf_conn_init(void) 
{
    int ret = nf_register_net_hook(&init_net, &hook_ops);
    if (ret < 0) {
        printk(KERN_ERR "Failed to register netfilter hook\n");
        return ret;
    }
    
    printk(KERN_INFO "Registered IPv4 pre-routing hook\n");
    return 0;
}

static void __exit nf_conn_exit(void) 
{
    nf_unregister_net_hook(&init_net, &hook_ops);
    printk(KERN_INFO "Unregistered IPv4 pre-routing hook\n");
}

module_init(nf_conn_init);
module_exit(nf_conn_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_DESCRIPTION("Netfilter TCP connection limit");

字符串

enyaitl3

enyaitl31#

您的代码看起来很好,并且遵循了正确的方法,在Linux内核中使用netfilter来限制TCP连接的数量。但是,您可以进行一些改进和考虑:
1.**跟踪TCP连接状态:**目前,您的代码对每个SYN包递增conn_count,对每个FIN包递减conn_count。虽然这种方法在简单的情况下有效,但在更复杂的情况下可能会导致不准确的计数。例如,如果连接在未发送FIN数据包的情况下终止,则计数不会递减,从而导致不正确的连接跟踪。相反,请考虑使用更可靠的机制来跟踪TCP连接状态,例如TCP协议提供的tcp_conn_request()tcp_done()函数。
1.**原子操作:**访问conn_count变量不是线程安全的,因为可以同时处理多个数据包。为了确保原子性并防止竞争条件,您应该使用像atomic_inc()atomic_dec_and_test()这样的原子操作。
1.**每个源IP的连接跟踪:**您当前的实现不会根据源IP地址区分连接。如果要限制每个源IP的TCP连接数,则需要维护一个将每个源IP与其连接数关联的数据结构(例如,哈希表)。
1.**模块卸载时清理:**模块卸载后,必须清理所有被跟踪的连接或资源。否则,连接计数可能无法正确重置。考虑实现一个清理例程,它重置连接计数并释放模块所占用的所有资源。
1.**测试和验证:**为了确保您的实现按预期工作,必须使用不同的场景和网络负载对其进行彻底测试。测量其性能,检查其是否准确限制连接,并验证其稳定性和正确性。
这些建议应该有助于改进您的实现。请记住在各种场景中彻底测试和验证您的代码,以确保其按预期运行。

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